阴极是弧光放电低压汞灯的主要部件，灯的寿命长短主要决定于阴极，而加热体是阴极发射物质的基底，氧化物涂层的温度由它来决定，所以加热体设计的好坏直接影响到整个阴极的寿命。合理设计阴极加热体对提高低压汞灯质量是很重要的。
本节只简单介绍一下螺旋型加热体的一般设计计算。对编织加热体不予介6B。(编织加热体的工艺同纺织品编织是一样的，仅仅选择一下编织芯线直径和根据灯6的电参数计算一下编织体的长度。)燥旋型加热体是由细钨绅绕制而成，月是为了压缩加热体尺寸所以把钨6绕成单螺旋、双螺旋、三螺旋等结构形式。下面分别说明这些加热体的设计计算。51单螺旋的设计
所谓单燥旋设计主要是根据给出的灯电参数(如灯耸电流和灯6压降)来设计决定加热体的几何尺寸，这包括设计钨耸的直径和长度，芯线直径和螺距，加热体的这四个参数日由T而几个公式给出。它不仅用于热阴极低压汞灯、萤光灯，而且还应用于很多电真空器件上，如中小功率的收讯放大管，和应用于牛小功率的离子器件上等，它所以得到这样广泛的应用，是因为它具有很多优点，如电子的逸出功低，发肘效率高，发射电流密度大，而且氧化物阴极工艺简单，成本低等。当然碱土金属
氧化物阴极也有一些缺点，如不耐K离子轰击，易溅散，对某些气体易中毒而造成发射下降等缺点，尽管如此目前在中小功率的电真空3i件的离子器件上仍占统治地位。
碱土金居氧化物是指氧化钡、氧化银、氧化钙以及它们的混合物。但直接涂覆到阴极上的是三种金属的碳酸盐，而不是用它们的氧化物，这是目为碱土金属的氧化物在空气中很不稳定，它会强烈地吸收周围空气的潮气而形成氢氧化物，例如将氧化钡置于空气中，它同空气牛的水气反应，生成氢氧化钡。
生成的氢氧化钡体积变大，使徐层发胀，则降低了涂层的牢固度，以致造成掉粉。目此阴极综层的原材料不能直接闻碱土金居的氧化物，而是用它们的碳酸盐，即碳酸钡(B9C0l)、碳园银(8rCOI)和碳酸钙(GaC08)。6是目为它们的碳酸盐不仅化学性稳定，易于制造，而且在真空中通电加热到1000℃时很易分解产生相应的氧化物，这样阴极综层就变成了碱土金属的氧化物。
碱土金属氧化物阴极是很娇嫩的，它对许多气体很敏感，如氯、二氧化硫、氧、硫酸、硝酸等，所有这些气体，即使是很微量的，也会造成阴极发射电子下降，这叫做阴极中毒。所以在阴极制粉、配粉、球磨、涂粉以及分解激活等工序中均要特别注意真空卫生，原材料纯度和工艺规程，不然会造成灯的大批量报废。
一般氧化物涂层是由二元盐——碳酸钡、碳酸L6、碳酸钙所组成，其中碳酸钡对电子发射起决定性作用，尽管这样，通常还是不采用单一的碳酸钡作为阴极发射层，而是采用二元盐或三元盐做阴极发射层，这是因为当混合二元盐配比适宜时，发射性能比单一碳酸钡发射为大，另外混合碳酸盐的牢固皮和耐正离子轰击的程度都比用单元盐要好，再则混合碳酸盐还减少了涂层的高温蒸发，因此热阴极低压汞灯都采用碱土金属三元盐来做阴极涂层。
因为氧化钡的发射性能较好，所以在三元碳酸盐的混合比例中，一般碳酸钡所占NLb6陨大，其次是碳酸铅，而碳酸钙所6Lb例最小。因为氧化钙的发射性能较差，但它能耐正离子轰击，所以加碳酸钙可以使涂层变得坚实而耐正离子轰击。因此三种碳酸盐的混合比(重量比)一般为：BaCOJ8rG0，G8CO。为了防止灯发黑，有时在发射粉中加入二氧化销比例。
为了使上述比例混合的二元碳园躺牢固地涂覆在双螺旋加热体上，还要把它制成发射浆液，发射浆液是由二元碳酸盐、溶剂和粘结剂所组成。溶剂的选择，一殷根据它们的干燥时间(即蒸发速率)不同而决定。常用溶剂有甲脖、丙酮、酷园丁朗等。对粘结剂的要求是在综层分解时，本身能消失，并且所产生的气体对阴极无害，通常把硝棉溶于有机格剂中做为粘结剂。
二元碳酸盐、溶剂、枯结剂三者的比例视季节和溶剂性质而定，一般在夏季干燥时期和易挥发的溶剂则所加溶剂分量就大；反之在冬季温度较低和采用不易挥发的溶剂时，则所加溶剂分量就小。下面是一个常用的二元碳酸盐、溶剂、粘结剂三者的比例关系配法，按上述比例成分混合好的发射浆，放入球磨瓶内，球磨时，使二元碳酸盐的粒度在5微米以下。当碳酸盐粒度愈细则涂层愈牢固。而且涂覆厚度愈薄。
把球磨好的三元碳酸盐发射浆液一电子粉溶液，用电泳的方法涂敖在双螺旋加热体上。经球磨好的电子粉浆液是悬浊液，而这悬浊液往往带有正电荷，当我们把灯丝接到电源的负极并把它涅于悬浊液中时，于是这些电子粉就涂效到双螺旋灯丝上去了，涂层的厚度随着电泳的时间加长而增加，电泳涂效法的优点是涂层结实、表面平滑，涂层厚度易于控制，而见节约电子粉，生产效率高，所以用电泳法涂效的电子粉耐正离子轰击和不易跳火。灯丝上电泳粉的厚度不宜太厚，当粉太厚时，阴极的热惯性大，不利于启动；电子粉也不宜太薄，否则灯丝上的粉太少，对寿命不利，因此电泳电子粉时其粉层重量一般控制在3.5、4.5毫克(对15、20瓦的热阴极低压汞灯)，和5、程克(对30、40瓦的热阴极低压汞灯)为较为理想。
涂好粉的灯6经对n后进行排气，当破壳除气后，真空度达到10毛以上，在排气车上对三元碳酸盐进行通电分解和澈活，所谓分解就是对灯耸通电加热，使碳酸盐分解为氧化物。例如对碳酸钡加热分解过程为：
电子粉通电加热分解的温度一般在100、1200℃。加热温度同涂层状况有关，当涂层愈松散时因导热性能变差，则所需分解温度就愈高。另外当碳酸盐的颗粒度愈粗时，则所需加热温度也应高些。当加热分解温度愈高，则通电加热时间就可短些。但当分解温度太高时会使徐层蒸发严重，则发射物质大量减少，寿命就会缩短。反之若通电分解温度低时，则通电加热时间就需长些。阴极通电升温时，温度应缓慢地升上去，慢慢升温有两个好处，一是因碳酸盐涂层的热传导性很差，因各处厚薄不同若升温很快会造成温差很大，使缺层破裂，若温升缓慢时就可避免了这个弊病。缓慢升温的第：个好处是：碳园盐加热分解时会放出大量气体来(如：氧化碳、水、P烷等)，使灯的真空度下降，由于泵不能马上抽走，就可能使阴极中毒，若缓慢升温就避免了这个缺点。
阴极通电分解过程主要是把碳酸盐分解为碱土金属氧化物，单纯的氧化物综层是一个很好的介质，不仅电导率很低，而且电子发射性能R很差，所以还6须对碱土金属氧化物进行澈活。所谓激活就是使碱土金属氧化物具有很好的电子发射，使氧化物介质变为半导体，使氧化物涂层的电子选出功降低。碱土金属氧化物的澈活过程是一个很复杂的物理化学变化过程。在阴极通电加热分解时B然主要是碳园盐的分解，但仍伴随有激活过程产生，这时不仅碳酸盐分解为氧化物，而且还有一部分氧化钡会分解为钡原子，这些钡原子在氧化物徐层中扩散，使整个氧化物综层本身由介质变为半导体。更重要的是分解出来的原于钡，会扩散到涂层表面，使氧化物徐层外表面形成一个钡原子膜。涂层的半导体化和徐层表而钡原子膜的形成，这是氧化物阴极退出功低，发肘效率高的主要原因。在排气时为了使阴极激活的更好，除了对阴极通电分解外，还常常单独加一道激活工序——朝极高温闪白或高压辉放。所谓高温闪自就是使通过阴极灯耸的电流比额定值高一倍左右，用极短的时间(约2秒钟)使灯绅闪烁发白，这样使氧化钡很快分解出更多的钡原子来，但闪自时间绝对不能很长2不然氧化钡茎散严重，会造成灯的寿命缩短。所谓高压辉放是另一种阴极激活的方法，它是在排气车上利用灯本身产生的辉光放电，产生很大的阴极位降，利用高速离子对阴极进行轰击加热，使氧化钡分解出原子钡来。以上这两种阴极激活的方法，各厂视其具体条件的
不同而有所区别，但一殷用长排车排气时多用高温闪白澈活工艺，而因排车则多用高压辉放激活工艺或二者兼用。
在澈活过程牛由于阴极激活不足，灯在点燃过程中，阴极会在局部地区出现过热点——阴极热点，热点温度常高达1100℃(氧化物阴极正常工作温度在750、850℃)，阴极处于这样高的温度，发射物质蒸发速度加快，灯的寿命缩短。为了防止阴极热点的出现，除了在排气时改进对阴极的激活工艺外，还常常在二元碳酸盐中加入一些耐高温物质，如加入三氧化二铝，二氧化铁及二氧化销等，加进这些物质还能阻止氧化钡与钨之间的化学反应，因而还能防止灯的发黑。国外还有用碱土金属的过氧化物来代替氧化物，如用二氧化钡，氧化及二氧化钙等过氧化物做阴极徐层，据报导这样也可降低阴极热点温度，减少钡的蒸发。并具有发射电流密度大、1g极位降低等优点。
为了衔量阴极的性能、对阴极定义了一些参数。关于氧化物阴极有以下几个主要参数：
a)阴极I作温度：碱土金属氧化物阴极的工作温度范围要求比较严格；如果工作温度偏低，则往往会引起阴极中毒，这是由于灯中放出的气体在低温下容易与阴极氧化物起作用所致。另外当阴极工作温度过低时，氧化物半导体涂层中钡的扩散将大大减弱，因此阴极发射将大大下降。相反如果阴极工作温度偏高，则氧化物徐层表而的金属钡层蒸发严重，甚至于氧化物综层也会蒸发，这样就破坏了阴极发射层，使阴极寿命大大缩减。所以氧化物阴极的正常工作温度严格控制在750、阳0℃之间。
b)阴极发射效率：单位加热功率提供的阴极发射电流的大小就叫阴极发时效率。肌一股氧化物撤活检度和工作状态有关：在一殷情况下，氧化物阴极发肘电流密度在2m。
c)阴极退出功：阴极材料的原子核周围有许多电子，在通常情况下这些电子并不能选出阴极而进入放电空间，要使电子从阴极退出必须给它一定的能量，这个能量称为阴极表示，不同阴极有不同的选出功，希望退出功愈小愈好，当退出功愈小则阴极发射效率就愈高。氧化物阴极的选出功是很小的，一般在1.3、1.80v之间，所以碱土金居氧化物的发射效率是很高的。表y6是几种灯中常用阴极材料的选出功。http://www.zhsysb.cn
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